“人形機(jī)器人”浪潮下國(guó)產(chǎn)力傳感器廠商的突圍之路 | MIR DATABANK

觸覺(jué)感知，是機(jī)器人高度智能化的標(biāo)志之一，隨著人形機(jī)器人階段性成果的涌現(xiàn)，一個(gè)一直以來(lái)不太受關(guān)注的領(lǐng)域——力傳感器，準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)分為兩個(gè)核心產(chǎn)品：六維力/力矩傳感器和關(guān)節(jié)力/扭矩傳感器受到眾多關(guān)注，業(yè)內(nèi)的普遍觀點(diǎn)是一臺(tái)人形機(jī)器人將需要至少4個(gè)六維力傳感器和數(shù)十個(gè)關(guān)節(jié)力/扭矩傳感器。一時(shí)間，行業(yè)風(fēng)口已至，眾多玩家入場(chǎng)，或投資、或收購(gòu)，誓要在機(jī)器人力傳感器領(lǐng)域角逐一番，那么在這場(chǎng)“大廝殺”中，誰(shuí)才能真正突圍呢？本次MIR睿工業(yè)通過(guò)對(duì)業(yè)內(nèi)主要廠商的調(diào)查，將從六維力/力矩傳感器和關(guān)節(jié)扭矩傳感器產(chǎn)品維度，以及力控算法和工藝算法軟件維度分析行業(yè)格局，深探行業(yè)脈搏。

01

六維力/力矩傳感器

六維力/力矩傳感器是能夠同時(shí)檢測(cè)出空間六維力信息的傳感器，可實(shí)現(xiàn)三個(gè)力和三個(gè)力矩的高精度測(cè)量，從下游行業(yè)來(lái)看，六維力/力矩傳感器主要應(yīng)用于機(jī)器人、汽車(chē)、航空航天等行業(yè)，主要包含打磨、精密裝配、醫(yī)療、特種作業(yè)、測(cè)試等涉及接觸操作、需要多維力感知的場(chǎng)景，其中，機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用超過(guò)50%，是六維力/力矩傳感器的核心應(yīng)用領(lǐng)域。

六維力/力矩傳感器其實(shí)并不是什么新鮮的產(chǎn)品，早在2008年便有相關(guān)產(chǎn)品問(wèn)世，整體市場(chǎng)規(guī)模一直處于穩(wěn)步增長(zhǎng)狀態(tài)，但增量無(wú)幾，背后的原因有兩點(diǎn)：一是產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)難度大，調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低，價(jià)格昂貴；二是力控算法以及基于力控場(chǎng)景工藝算法等技術(shù)存在堵點(diǎn)，導(dǎo)致下游需求乏力，始終未能形成規(guī)?；鲐洝?/p>

據(jù)MIR睿工業(yè)調(diào)查，2022年六維力/力矩傳感器在中國(guó)的銷(xiāo)量在6000臺(tái)左右，市場(chǎng)規(guī)模不到2億元。2020年以來(lái)，六維力/力矩傳感器一直維持穩(wěn)定微量增長(zhǎng)狀態(tài)，但隨著人形機(jī)器人技術(shù)的成熟落地，整體市場(chǎng)規(guī)模會(huì)迎來(lái)飛速發(fā)展，在充分調(diào)研和參考特斯拉人形機(jī)器人發(fā)展規(guī)劃以后，MIR發(fā)現(xiàn)無(wú)論從人形機(jī)器人本身還是其各類(lèi)零部件發(fā)展情況來(lái)看，未來(lái)1-2年內(nèi)人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)批量落地可能性較低。MIR預(yù)測(cè)2026年人形機(jī)器人將會(huì)實(shí)現(xiàn)小批量落地，隨后迎來(lái)高速發(fā)展，MIR預(yù)測(cè)2029年后六維力/力矩傳感器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到數(shù)十億元。

2020-2029年中國(guó)六維力/力矩傳感器銷(xiāo)量及預(yù)測(cè)

（數(shù)據(jù)來(lái)源：MIR睿工業(yè) 調(diào)研）

2020-2029年中國(guó)六維力/力矩傳感器市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)

（數(shù)據(jù)來(lái)源：MIR睿工業(yè) 調(diào)研）

六維力/力矩傳感器行業(yè)的發(fā)展路徑和一眾高科技產(chǎn)業(yè)相同，由歐美國(guó)家催生發(fā)展相關(guān)技術(shù)，中國(guó)則由國(guó)家政策引導(dǎo)，加上龐大的市場(chǎng)基礎(chǔ)追趕，逐步推進(jìn)國(guó)產(chǎn)替代，近年來(lái)也涌現(xiàn)了藍(lán)點(diǎn)觸控、宇立等一批優(yōu)質(zhì)的國(guó)產(chǎn)企業(yè)。歷經(jīng)數(shù)年追趕，六維力/力矩傳感器國(guó)產(chǎn)頭部廠商在串?dāng)_、溫漂等方面的核心指標(biāo)基本可以對(duì)標(biāo)國(guó)外廠商，甚至在部分產(chǎn)品系列出現(xiàn)了進(jìn)口品牌追蹤國(guó)產(chǎn)品牌的情況，在這一前提下，外加龐大的工業(yè)體系和下游市場(chǎng)，國(guó)產(chǎn)力傳感器廠商一定會(huì)是人形機(jī)器人下的主力軍。

針對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，MIR以技術(shù)能力和出貨量?jī)蓚€(gè)維度綜合考量，認(rèn)為美國(guó)ATI、宇立儀器、藍(lán)點(diǎn)觸控、坤維科技目前屬于行業(yè)第一梯隊(duì)，具體表現(xiàn)在三個(gè)方面：①進(jìn)入行業(yè)相對(duì)較早，技術(shù)較為成熟，產(chǎn)品性能優(yōu)越，準(zhǔn)度誤差均能做到小于1%，且可進(jìn)行產(chǎn)品迭代升級(jí)；②都具備一定的批量化生產(chǎn)和出貨能力；③市占率位于行業(yè)前列，四家廠商出貨占整個(gè)行業(yè)出貨量50%以上。

前文提到，六維力傳感器價(jià)格十分昂貴，一般來(lái)說(shuō)，外資產(chǎn)品單個(gè)產(chǎn)品均價(jià)在4萬(wàn)左右，國(guó)產(chǎn)均價(jià)也在兩萬(wàn)元以上，但其成本一般只有數(shù)千元，利潤(rùn)率較高，這與人形機(jī)器人的降本方向無(wú)疑是相悖的。對(duì)六維力/力矩傳感器來(lái)說(shuō)，擁抱人形機(jī)器人，降價(jià)將是未來(lái)數(shù)年市場(chǎng)的主旋律之一，2年內(nèi)單個(gè)產(chǎn)品價(jià)格下降至5000元以內(nèi)是完全可能的。據(jù)MIR相關(guān)調(diào)研，未來(lái)數(shù)月，六維力傳感器將迎來(lái)第一波降價(jià)潮，行業(yè)也將迎來(lái)新一輪的洗牌。

中國(guó)市場(chǎng)六維力傳感器廠商梯隊(duì)分布

（信息來(lái)源：MIR睿工業(yè) 調(diào)研）

02

關(guān)節(jié)扭矩傳感器

相比于機(jī)器人末端安裝六維力傳感器，在機(jī)器人每個(gè)關(guān)節(jié)安裝關(guān)節(jié)力/扭矩傳感器，則同樣可以解算出末端六維力。關(guān)機(jī)力矩的方案具有理論力控制帶寬高、整臂具備力感知（更安全）的優(yōu)點(diǎn)，可以在有限信息反饋下實(shí)現(xiàn)扭矩/力的高解耦度輸出，雖然目前相應(yīng)技術(shù)還未十分成熟，但可以預(yù)見(jiàn)的是關(guān)節(jié)力/扭矩傳感器必將是未來(lái)的主流方向之一。

目前關(guān)節(jié)力/扭矩傳感器主要應(yīng)用于協(xié)作機(jī)器人部分中高端機(jī)型，據(jù)MIR睿工業(yè)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，2022年整個(gè)中國(guó)市場(chǎng)大約在1.5萬(wàn)臺(tái)左右，市場(chǎng)規(guī)模大約在5000萬(wàn)左右，主要以國(guó)產(chǎn)廠商為主，其中藍(lán)點(diǎn)觸控占據(jù)著領(lǐng)先地位，出貨量超過(guò)70%。關(guān)節(jié)力/扭矩傳感器均價(jià)在2000-4000元左右，隨著下游市場(chǎng)的爆發(fā)和技術(shù)的突破，大幅度降價(jià)亦是必然。

2020-2029年中國(guó)關(guān)節(jié)扭矩傳感器市場(chǎng)銷(xiāo)量及預(yù)測(cè)

（數(shù)據(jù)來(lái)源：MIR睿工業(yè) 調(diào)研）

2020-2029年中國(guó)關(guān)節(jié)扭矩傳感器市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)

（數(shù)據(jù)來(lái)源：MIR睿工業(yè) 調(diào)研）

03

力控算法和工藝算法

近幾年機(jī)器人力傳感器的國(guó)產(chǎn)替代，已經(jīng)大幅降低了使用成本。但是力控機(jī)器人及相關(guān)場(chǎng)景仍處于緩慢發(fā)展的狀態(tài)。通過(guò)深度調(diào)研發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是六維力/力矩傳感器還是關(guān)節(jié)扭矩傳感器，功能都僅是完成力的測(cè)力并輸出數(shù)據(jù)。想要機(jī)器人能夠像人類(lèi)一樣適應(yīng)柔性化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，具備高節(jié)拍、高品質(zhì)的靈巧生產(chǎn)能力，后邊還有機(jī)器人力控算法、場(chǎng)景端工藝算法兩座大山，也是制約柔性力控機(jī)器人大規(guī)模應(yīng)用的核心堵點(diǎn)。

力控算法，顧名思義，即檢測(cè)到力傳感器數(shù)據(jù)后對(duì)機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)控制，從而使機(jī)器人高精度的快速達(dá)到設(shè)定目標(biāo)力的過(guò)程。其核心指標(biāo)為力控精度及力控響應(yīng)速度。

工藝算法，即對(duì)打磨、裝配等具體工藝進(jìn)行建模，形成統(tǒng)一的工藝算法。例如，通過(guò)對(duì)打磨工藝的整合形成打磨算法，最終達(dá)到免示教的能力，試想未來(lái)通過(guò)統(tǒng)一的工藝軟件包，讓未經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的工人操作設(shè)備可以快速完成諸如打磨、裝配等復(fù)雜工藝，機(jī)器人應(yīng)用將會(huì)得到迅速的提升，這亦是推動(dòng)力傳感器市場(chǎng)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大的重要方向之一。

從目前主要的廠商技術(shù)進(jìn)程來(lái)看，這一目標(biāo)完全是可實(shí)現(xiàn)的。業(yè)內(nèi)例如藍(lán)點(diǎn)觸控，通過(guò)打磨數(shù)以百萬(wàn)件的產(chǎn)品積累了龐大的打磨數(shù)據(jù)庫(kù)，建立起成熟的力控算法庫(kù)和打磨工藝庫(kù)，在朝著免示教的目標(biāo)前進(jìn)。此外，諸多機(jī)器人廠商、集成商亦在各自專(zhuān)精領(lǐng)域進(jìn)行深耕。隨著相應(yīng)技術(shù)的成熟，力控算法和工藝算法將逐步滾雪球般形成更高的行業(yè)壁壘，只局限于力傳感器單一產(chǎn)品的廠商必然要被時(shí)間所淘汰。

END

伴隨資本助推，人形機(jī)器人技術(shù)發(fā)展迅猛，但距離規(guī)?；鲐洠杂休^長(zhǎng)的研發(fā)周期，也需要大量的研發(fā)資源投入。在這一環(huán)境下，審視整個(gè)行業(yè)，我們認(rèn)為未來(lái)能在“人形機(jī)器人”賽道脫穎而出的力傳感器國(guó)產(chǎn)企業(yè)必須具備三種要素：①六維力/力矩傳感器以及關(guān)節(jié)力傳感器領(lǐng)域多年的技術(shù)積累；②充足的下游行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，且已經(jīng)形成了批量規(guī)模化出貨，完成了深厚的直接技術(shù)積累；③支撐研發(fā)支出的成熟第二增長(zhǎng)曲線，這樣才能達(dá)到企業(yè)發(fā)展的良性循環(huán)。

總之，行業(yè)風(fēng)口已至，但一味的享受風(fēng)口帶來(lái)的紅利終不持久，只有真正深耕技術(shù)、深耕行業(yè)應(yīng)用的國(guó)產(chǎn)廠商才能乘風(fēng)而起，突出重圍。

審核編輯 黃宇